JPH1144715A - 電子部品の絶縁抵抗測定方法 - Google Patents
電子部品の絶縁抵抗測定方法Info
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- JPH1144715A JPH1144715A JP9219329A JP21932997A JPH1144715A JP H1144715 A JPH1144715 A JP H1144715A JP 9219329 A JP9219329 A JP 9219329A JP 21932997 A JP21932997 A JP 21932997A JP H1144715 A JPH1144715 A JP H1144715A
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- JP
- Japan
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- approximation
- current
- capacitor
- measurement
- measuring
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高周波サンプリングを行いながら、平均化以外
の方法で漏れ電流のノイズを除去し、高精度に測定でき
る電子部品の絶縁抵抗測定方法を提供する。 【解決手段】被測定電子部品に電圧を印加し、その漏れ
電流を測定することで絶縁抵抗を測定する方法におい
て、漏れ電流の測定データを複数の区間に分け、それぞ
れの区間内で最小二乗法による近似によってノイズ成分
を除去する。最小二乗法による近似を行なうに際し、次
のような両対数グラフ上で直線となる近似式を用いて近
似する。 log i=alog t+b (i:漏れ電流、t:時間、a:勾配、b:切片)
の方法で漏れ電流のノイズを除去し、高精度に測定でき
る電子部品の絶縁抵抗測定方法を提供する。 【解決手段】被測定電子部品に電圧を印加し、その漏れ
電流を測定することで絶縁抵抗を測定する方法におい
て、漏れ電流の測定データを複数の区間に分け、それぞ
れの区間内で最小二乗法による近似によってノイズ成分
を除去する。最小二乗法による近似を行なうに際し、次
のような両対数グラフ上で直線となる近似式を用いて近
似する。 log i=alog t+b (i:漏れ電流、t:時間、a:勾配、b:切片)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子部品の絶縁抵抗
測定方法、特にコンデンサの絶縁抵抗の測定に適した測
定方法に関するものである。
測定方法、特にコンデンサの絶縁抵抗の測定に適した測
定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、コンデンサの良否を判定するた
め、測定用の直流電圧をコンデンサに印加し、十分に充
電された後のコンデンサの漏れ電流(充電電流)を測定
することにより、コンデンサの絶縁抵抗を測定する方法
が知られている。
め、測定用の直流電圧をコンデンサに印加し、十分に充
電された後のコンデンサの漏れ電流(充電電流)を測定
することにより、コンデンサの絶縁抵抗を測定する方法
が知られている。
【0003】従来の絶縁抵抗測定では、数10ms〜数
秒というサンプリング間隔の測定しか行なっていないた
め、きめ細かな測定ができない。きめ細かな測定を行な
うには、サンプリング間隔を数10μs程度まで短くす
るのが望ましい。しかし、サンプリング間隔を短くする
と、その分だけ高周波ノイズが直接測定結果に現れやす
いという欠点がある。
秒というサンプリング間隔の測定しか行なっていないた
め、きめ細かな測定ができない。きめ細かな測定を行な
うには、サンプリング間隔を数10μs程度まで短くす
るのが望ましい。しかし、サンプリング間隔を短くする
と、その分だけ高周波ノイズが直接測定結果に現れやす
いという欠点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来、ノイズを除去す
るために、フィルタ回路を用いる方法や、加算平均法を
用いる方法(特開平8−146057号公報)が提案さ
れている。しかし、フィルタ回路を用いる方法では、フ
ィルタ回路自身による遅れのため、高速サンプリングを
行なう意味がなくなるという問題がある。一方、加算平
均法を用いる方法の場合、漏れ電流の測定データが非線
形であるため、単に平均化すると、変化量の大きい所で
真値との誤差が生じるという欠点がある。
るために、フィルタ回路を用いる方法や、加算平均法を
用いる方法(特開平8−146057号公報)が提案さ
れている。しかし、フィルタ回路を用いる方法では、フ
ィルタ回路自身による遅れのため、高速サンプリングを
行なう意味がなくなるという問題がある。一方、加算平
均法を用いる方法の場合、漏れ電流の測定データが非線
形であるため、単に平均化すると、変化量の大きい所で
真値との誤差が生じるという欠点がある。
【0005】そこで、本発明の目的は、高周波サンプリ
ングを行いながら、平均化以外の方法で漏れ電流値のノ
イズを除去し、高精度に測定できる電子部品の絶縁抵抗
測定方法を提供することにある。
ングを行いながら、平均化以外の方法で漏れ電流値のノ
イズを除去し、高精度に測定できる電子部品の絶縁抵抗
測定方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、被測定電子部品に電圧を印加し、その漏
れ電流を測定することで絶縁抵抗を測定する方法におい
て、上記漏れ電流の測定データを複数の区間に分け、そ
れぞれの区間内で最小二乗法による近似によってノイズ
成分を除去するものである。
め、本発明は、被測定電子部品に電圧を印加し、その漏
れ電流を測定することで絶縁抵抗を測定する方法におい
て、上記漏れ電流の測定データを複数の区間に分け、そ
れぞれの区間内で最小二乗法による近似によってノイズ
成分を除去するものである。
【0007】最小二乗法による近似法を用いると、フィ
ルタ回路を用いたり、平均化による方法に比べて、高周
波ノイズによる影響を少なくでき、ノイズのない近似曲
線を得ることができる。つまり、平均化法の場合には、
複数のデータの中の1点のみを求める方法であるため、
平均化した後のデータは不連続な点の集まりであるのに
対し、最小二乗法の場合には、複数のデータを曲線また
は直線として近似するので、連続した線の集まりで構成
でき、高周波ノイズの影響を殆ど解消できる。また、近
似を行なう場合、測定データ全体を1つの近似式で近似
するのはなく、複数区間にわけて各区間ごとに近似する
ことで、近似精度を向上させることができる。
ルタ回路を用いたり、平均化による方法に比べて、高周
波ノイズによる影響を少なくでき、ノイズのない近似曲
線を得ることができる。つまり、平均化法の場合には、
複数のデータの中の1点のみを求める方法であるため、
平均化した後のデータは不連続な点の集まりであるのに
対し、最小二乗法の場合には、複数のデータを曲線また
は直線として近似するので、連続した線の集まりで構成
でき、高周波ノイズの影響を殆ど解消できる。また、近
似を行なう場合、測定データ全体を1つの近似式で近似
するのはなく、複数区間にわけて各区間ごとに近似する
ことで、近似精度を向上させることができる。
【0008】最小二乗法による近似を行なうに際し、両
対数グラフ上で直線となる近似式を用いて近似するのが
望ましい。すなわち、コンデンサの場合、印加開始から
所定時間経過後、漏れ電流は両対数グラフ(log 電流値
とlog 時間)でほぼ直線的に変化するためである。
対数グラフ上で直線となる近似式を用いて近似するのが
望ましい。すなわち、コンデンサの場合、印加開始から
所定時間経過後、漏れ電流は両対数グラフ(log 電流値
とlog 時間)でほぼ直線的に変化するためである。
【0009】また、電圧印加時間の経過につれて漏れ電
流値が下がるので、ノイズの影響を受けやすくなる。そ
こで、ノイズの影響を少なくするため、測定時間に応じ
て近似に用いるデータの個数を多くするのが望ましい。
具体的には、例えばlogスケールで等時間間隔で測定
データを得るのが望ましい。これは、ある時間経過後は
漏れ電流が両対数グラフ上で直線的に低下することを利
用したものである。
流値が下がるので、ノイズの影響を受けやすくなる。そ
こで、ノイズの影響を少なくするため、測定時間に応じ
て近似に用いるデータの個数を多くするのが望ましい。
具体的には、例えばlogスケールで等時間間隔で測定
データを得るのが望ましい。これは、ある時間経過後は
漏れ電流が両対数グラフ上で直線的に低下することを利
用したものである。
【0010】複数に分けられた各区間で近似した結果を
つなぎ合わせる際、単に各区間の近似線をつなぎ合わせ
るだけでは、つなぎ部分で大きな段差が生じることがあ
る。そこで、できるだけ滑らかなデータを得るため、各
区間の一部を重複させることで連続的なデータとするの
が望ましい。
つなぎ合わせる際、単に各区間の近似線をつなぎ合わせ
るだけでは、つなぎ部分で大きな段差が生じることがあ
る。そこで、できるだけ滑らかなデータを得るため、各
区間の一部を重複させることで連続的なデータとするの
が望ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は本発明にかかる絶縁抵抗測
定装置の一例を示す。直流の印加電源1はスイッチ2、
電流制限抵抗3を介して測定端子4aに接続されてい
る。測定端子4aおよび4bは被測定コンデンサ5の電
極に接触可能である。コンデンサ5の漏れ電流は測定端
子4bからOPアンプなどの電流検出回路6に送られ、
電圧換算で検出される。電流検出回路6の出力はA/D
変換器7を介して解析装置(CPU)8に送られる。上
記電流制限抵抗3は、コンデンサ5の容量が大きく、電
流が流れ過ぎる時に、回路の抵抗値を大きくすることで
初期電流を許容レベル以下とするためのものであり、例
えば抵抗値が100Ω〜10kΩに設定される。なお、
上記絶縁抵抗測定装置は、本発明を実施するための一例
を示すに過ぎず、他の公知の回路を用いてもよいことは
勿論である。
定装置の一例を示す。直流の印加電源1はスイッチ2、
電流制限抵抗3を介して測定端子4aに接続されてい
る。測定端子4aおよび4bは被測定コンデンサ5の電
極に接触可能である。コンデンサ5の漏れ電流は測定端
子4bからOPアンプなどの電流検出回路6に送られ、
電圧換算で検出される。電流検出回路6の出力はA/D
変換器7を介して解析装置(CPU)8に送られる。上
記電流制限抵抗3は、コンデンサ5の容量が大きく、電
流が流れ過ぎる時に、回路の抵抗値を大きくすることで
初期電流を許容レベル以下とするためのものであり、例
えば抵抗値が100Ω〜10kΩに設定される。なお、
上記絶縁抵抗測定装置は、本発明を実施するための一例
を示すに過ぎず、他の公知の回路を用いてもよいことは
勿論である。
【0012】上記解析装置8には、サンプリング周波数
が例えば数10μs程度の高周波解析装置が用いられて
いる。そのため、極めて高精度に漏れ電流値を検出でき
るが、その反面、従来では殆ど検出されなかった高周波
ノイズが、特に漏れ電流値の低い領域で検出されること
になる。
が例えば数10μs程度の高周波解析装置が用いられて
いる。そのため、極めて高精度に漏れ電流値を検出でき
るが、その反面、従来では殆ど検出されなかった高周波
ノイズが、特に漏れ電流値の低い領域で検出されること
になる。
【0013】図2は漏れ電流と印加時間との関係を示す
測定データであり、両対数グラフで表したものである。
ここでは、被測定物として積層セラミックコンデンサを
用いた。図2から明らかなように、印加初期において
は、極めて大きな電流が流れ、やがて急激に低下した
後、約10ms経過後はほぼ直線的に低下している。そ
して、漏れ電流値が低い領域において、ノイズの影響が
大きく出ているのがわかる。
測定データであり、両対数グラフで表したものである。
ここでは、被測定物として積層セラミックコンデンサを
用いた。図2から明らかなように、印加初期において
は、極めて大きな電流が流れ、やがて急激に低下した
後、約10ms経過後はほぼ直線的に低下している。そ
して、漏れ電流値が低い領域において、ノイズの影響が
大きく出ているのがわかる。
【0014】そこで、漏れ電流の測定データを複数の区
間に分け、それぞれの区間内で最小二乗法による近似に
よってノイズ成分を除去している。なお、印加開始から
所定時間(例えば約5ms)経過するまでは、電流値変
化が大きくかつ非線形であり、しかもノイズ成分が殆ど
ないので、近似を行なわず、測定データをそのまま出力
する。印加開始から所定時間経過した後、最小二乗法に
よる近似を行なう。最小二乗近似式は、両対数グラフ
(log 電流値とlog 時間)上で直線となる次のような近
似式を用いている。 log i=alog t+b 但し、i:漏れ電流、t:時間、a:勾配、b:切片で
ある。
間に分け、それぞれの区間内で最小二乗法による近似に
よってノイズ成分を除去している。なお、印加開始から
所定時間(例えば約5ms)経過するまでは、電流値変
化が大きくかつ非線形であり、しかもノイズ成分が殆ど
ないので、近似を行なわず、測定データをそのまま出力
する。印加開始から所定時間経過した後、最小二乗法に
よる近似を行なう。最小二乗近似式は、両対数グラフ
(log 電流値とlog 時間)上で直線となる次のような近
似式を用いている。 log i=alog t+b 但し、i:漏れ電流、t:時間、a:勾配、b:切片で
ある。
【0015】最小二乗法とは、周知のように対になった
いく組かのデータ(x1 ,y1 ),(x2 ,y2 ),・
・・があったとき、この2つの変量の間の関係を表す関
数y=f(x)を推定したい場合に用いられる方法であ
る。すなわち、最小二乗法とは残差平方和Sを最小なら
しめるように未知母数としての係数a,b,・・・を推
定する方法であって、例えば近似式を直線と仮定するな
らば、近似式を y=αx+β と仮定し、この係数αとβの推定値をaとbとしたと
き、このa,bを残差平方和
いく組かのデータ(x1 ,y1 ),(x2 ,y2 ),・
・・があったとき、この2つの変量の間の関係を表す関
数y=f(x)を推定したい場合に用いられる方法であ
る。すなわち、最小二乗法とは残差平方和Sを最小なら
しめるように未知母数としての係数a,b,・・・を推
定する方法であって、例えば近似式を直線と仮定するな
らば、近似式を y=αx+β と仮定し、この係数αとβの推定値をaとbとしたと
き、このa,bを残差平方和
【数1】 が最小になるように推定する方法である。すなわち、S
をaおよびbで偏微分してこれを0とおいた方程式(正
規方程式と呼ぶ)
をaおよびbで偏微分してこれを0とおいた方程式(正
規方程式と呼ぶ)
【数2】
【数3】 を連立させて解けばよい。
【0016】測定データの各区間は、一定間隔ではな
く、例えば5ms〜10ms、10ms〜50ms、5
0ms〜100ms、100ms〜500ms、500
ms〜1s、1s〜5s、5s〜10sのように、時間
経過と共に長くしている。つまり、時間経過とともに、
各区間のデータ個数を多くしている。例えば、サンプリ
ング周期が50μsであれば、最初の区間では5msで
あるから、100個のデータで構成され、最終区間では
5sであるから、10万個のデータで構成される。この
ように時間経過とともに各区間のデータ個数を多くする
ことで、ノイズの影響が大きい漏れ電流値が低い領域に
おいて、最小二乗法による近似精度を上げることができ
る。
く、例えば5ms〜10ms、10ms〜50ms、5
0ms〜100ms、100ms〜500ms、500
ms〜1s、1s〜5s、5s〜10sのように、時間
経過と共に長くしている。つまり、時間経過とともに、
各区間のデータ個数を多くしている。例えば、サンプリ
ング周期が50μsであれば、最初の区間では5msで
あるから、100個のデータで構成され、最終区間では
5sであるから、10万個のデータで構成される。この
ように時間経過とともに各区間のデータ個数を多くする
ことで、ノイズの影響が大きい漏れ電流値が低い領域に
おいて、最小二乗法による近似精度を上げることができ
る。
【0017】また、複数に分けられた各区間で近似した
結果をつなぎ合わせる際、単に各区間の近似線をつなぎ
合わせるだけでは、図3のようにつなぎ部分で大きな段
差が生じることになる。そこで、できるだけ滑らかなデ
ータを得るため、各区間の一部を重複させることで連続
的なデータとしている。すなわち、図4のように、測定
区間について、測定値を最小二乗近似し、次に測定区
間と一部で重複する測定区間について、測定値を最
小二乗近似し、さらに測定区間と一部で重複する測定
区間について、測定値を最小二乗近似する。このよう
にして各測定区間〜について最小二乗近似した後、
測定区間のうちの’(図4では25〜75の領域)
の部分を採用し、測定区間のうちの’(図4では7
5〜125の領域)の部分を採用し、測定区間のうち
の’(図4では125〜175の領域)の部分を採用
する。このようにつなぎ合わせることで、図5のような
連続的なグラフを得ることができる。図5において、実
線矢印区間が出力データ区間、破線矢印区間が近似式導
出に用いたデータ区間である。なお、図4では説明を簡
単にするため、各測定区間〜でサンプリング数が同
一の場合を例にして説明したが、実際には対数グラフで
あり、時間に応じてサンプリング数も増加している。
結果をつなぎ合わせる際、単に各区間の近似線をつなぎ
合わせるだけでは、図3のようにつなぎ部分で大きな段
差が生じることになる。そこで、できるだけ滑らかなデ
ータを得るため、各区間の一部を重複させることで連続
的なデータとしている。すなわち、図4のように、測定
区間について、測定値を最小二乗近似し、次に測定区
間と一部で重複する測定区間について、測定値を最
小二乗近似し、さらに測定区間と一部で重複する測定
区間について、測定値を最小二乗近似する。このよう
にして各測定区間〜について最小二乗近似した後、
測定区間のうちの’(図4では25〜75の領域)
の部分を採用し、測定区間のうちの’(図4では7
5〜125の領域)の部分を採用し、測定区間のうち
の’(図4では125〜175の領域)の部分を採用
する。このようにつなぎ合わせることで、図5のような
連続的なグラフを得ることができる。図5において、実
線矢印区間が出力データ区間、破線矢印区間が近似式導
出に用いたデータ区間である。なお、図4では説明を簡
単にするため、各測定区間〜でサンプリング数が同
一の場合を例にして説明したが、実際には対数グラフで
あり、時間に応じてサンプリング数も増加している。
【0018】図6は上記のようにして最小二乗近似した
漏れ電流値を5ms付近から10s経過後まで両対数グ
ラフで表したものである。同図には、測定データと近似
線とが重ねて示されているが、近似線が測定データと非
常に良好に近似しており、ノイズ成分がほぼ完全に除去
されていることがわかる。
漏れ電流値を5ms付近から10s経過後まで両対数グ
ラフで表したものである。同図には、測定データと近似
線とが重ねて示されているが、近似線が測定データと非
常に良好に近似しており、ノイズ成分がほぼ完全に除去
されていることがわかる。
【0019】なお、本発明はセラミックコンデンサに限
らず、電解コンデンサやフィルムコンデンサなど、如何
なるコンデンサであっても適用可能である。さらに、コ
ンデンサと同様な傾向を持った電子部品(例えば誘電
体)の絶縁抵抗測定についても適用できる。
らず、電解コンデンサやフィルムコンデンサなど、如何
なるコンデンサであっても適用可能である。さらに、コ
ンデンサと同様な傾向を持った電子部品(例えば誘電
体)の絶縁抵抗測定についても適用できる。
【0020】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、漏れ電流の測定データを複数の区間に分け、そ
れぞれの区間内で最小二乗法による近似によってノイズ
成分を除去するようにしたので、フィルタ回路を用いる
ことによる応答の遅れを解消でき、平均化による方法に
比べて高周波ノイズによる影響を少なくでき、ノイズの
ない近似曲線を得ることができる。また、近似を行なう
場合、測定データ全体を1つの近似式で近似するのはな
く、複数区間にわけて各区間ごとに近似することで、漏
れ電流が非線形的に変化する場合であっても高度な近似
精度を得ることができる。
よれば、漏れ電流の測定データを複数の区間に分け、そ
れぞれの区間内で最小二乗法による近似によってノイズ
成分を除去するようにしたので、フィルタ回路を用いる
ことによる応答の遅れを解消でき、平均化による方法に
比べて高周波ノイズによる影響を少なくでき、ノイズの
ない近似曲線を得ることができる。また、近似を行なう
場合、測定データ全体を1つの近似式で近似するのはな
く、複数区間にわけて各区間ごとに近似することで、漏
れ電流が非線形的に変化する場合であっても高度な近似
精度を得ることができる。
【図1】本発明にかかる絶縁抵抗測定装置の一例の回路
図である。
図である。
【図2】漏れ電流と印加時間との関係を示す測定データ
である。
である。
【図3】各区間の近似線を単純につなぎ合わせた一部特
性図である。
性図である。
【図4】各区間の近似線を重複させてつなぎ合わせる方
法を示す説明図である。
法を示す説明図である。
【図5】図4の方法で近似線をつなぎ合わせた一部特性
図である。
図である。
【図6】本発明方法を用いた漏れ電流値と時間との全体
特性図である。
特性図である。
1 印加電源 3 電流制限抵抗 5 被測定コンデンサ 6 電流検出回路 7 A/D変換器 8 解析装置(CPU)
Claims (4)
- 【請求項1】被測定電子部品に電圧を印加し、その漏れ
電流を測定することで絶縁抵抗を測定する方法におい
て、 上記漏れ電流の測定データを複数の区間に分け、それぞ
れの区間内で最小二乗法による近似によってノイズ成分
を除去することを特徴とする電子部品の絶縁抵抗測定方
法。 - 【請求項2】上記最小二乗法による近似を行なうに際
し、両対数グラフ上で直線となる近似式 log i=alog t+b (i:漏れ電流、t:時間、a:勾配、b:切片) で近似することを特徴とする請求項1に記載の電子部品
の絶縁抵抗測定方法。 - 【請求項3】測定時間に応じて近似に用いるデータの個
数を多くすることを特徴とする請求項1または2に記載
の電子部品の絶縁抵抗測定方法。 - 【請求項4】複数に分けられた各区間で近似した結果を
つなぎ合わせる際、各区間の一部を重複させることを特
徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の電子部品
の絶縁抵抗測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9219329A JPH1144715A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 電子部品の絶縁抵抗測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9219329A JPH1144715A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 電子部品の絶縁抵抗測定方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1144715A true JPH1144715A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=16733765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9219329A Pending JPH1144715A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 電子部品の絶縁抵抗測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1144715A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2015068188A (ja) * | 2013-09-27 | 2015-04-13 | マツダ株式会社 | 気筒休止状態判定装置 |
JP2015068348A (ja) * | 2015-01-16 | 2015-04-13 | マツダ株式会社 | 気筒休止状態判定装置 |
CN111431462A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-17 | 清华大学 | 一种直流母线电容估算方法及直流母线电容估算装置 |
JP2020122671A (ja) * | 2019-01-29 | 2020-08-13 | 北陸電力株式会社 | 避雷装置の故障判定方法および避雷装置の故障判定装置 |
CN117872194A (zh) * | 2024-03-11 | 2024-04-12 | 西安奇点能源股份有限公司 | 一种基于h桥的储能***中绝缘阻抗、故障电池组以及短路电池包的检测方法 |
-
1997
- 1997-07-29 JP JP9219329A patent/JPH1144715A/ja active Pending
Cited By (14)
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